(共26张PPT)
1.形变:物体在力的作用下形状或体积会发生变化。
2.弹性形变:有些发生形变的物体在撤去外界的作用力后能恢复原状,这种形变称为弹性形
变。
3.弹性限度:如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后,物体不能完全恢复原来的形状,这
个限度叫作弹性限度。
1 弹力
知识点 1 形变
必备知识 清单破
1.定义:发生形变的物体,由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹
力。
2.方向:弹力的方向总是与该物体所发生的形变方向相反。
3.常见的弹力
(1)压力或支持力的方向总是垂直于接触面而指向被压或被支持的物体。
(2)绳子拉力的方向总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向。
知识点 2 弹力
1.实验原理
(1)弹簧弹力F的确定:弹簧下端悬挂钩码,静止的钩码处于平衡状态,弹力大小与所挂钩码的
重力大小相等,即F=mg。
(2)弹簧的伸长量x的确定:弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出,弹簧的
伸长量x=l-l0。
(3)图像法处理实验数据:作出弹簧弹力F与形变量x的关系图像,根据图像可以分析弹簧弹力
和形变量的关系。
2.实验步骤
(1)将弹簧的上端固定在铁架台的横杆上,用刻度尺测出弹簧自然下垂时的长度l0,即原长。
(2)如图所示,在弹簧下端悬挂质量为m1的钩码,测出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1。
知识点 2 实验:探究弹簧弹力与形变的关系
(3)改变所挂钩码的质量,测出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5…和相应的弹簧长度l2、l
3、l4、l5…。
(4)计算出每次弹簧的形变量x(x=l-l0)和弹簧受到的拉力F(F=mg)。
3.数据处理
(1)以弹簧弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵轴、弹簧的伸长量x为横轴,建立直角坐标
系,用描点法作图,得到弹力F随弹簧伸长量x变化的图线。
(2)以弹簧伸长量x为自变量,写出弹力F和弹簧伸长量x之间的函数关系式。关系式中的常数
即弹簧的劲度系数,这个常数也可根据F-x图线的斜率求解,k= 。
4.实验注意事项
(1)所挂钩码不要过多,以免超出弹簧的弹性限度。
(2)测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量。
(3)记录数据时要注意弹力和弹簧伸长量的对应关系及单位。
(4)估读要求:实验使用的刻度尺的分度值一般为1 mm,读数时要估读到0.1 mm。
(5)用描点法画图线时,要用刻度尺画线,使线尽可能通过较多的点迹,个别离线较远的点迹应
舍去。
1.胡克定律
(1)内容:在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧伸长(或缩短)量x成正比。
(2)公式:F=kx。
2.劲度系数
(1)公式中的比例系数k称为弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号为N/m。
(2)劲度系数取决于弹簧本身的结构(材料、匝数、直径等)。
知识点 4 胡克定律
知识辨析
1.只要两物体接触就一定产生弹力吗
不一定。产生弹力的两个条件是相互接触和发生弹性形变。
2.发生形变后的物体撤去外力后都能够恢复原状吗
不一定。若物体发生的是塑性形变,则不能恢复原状。
3.海绵受挤压发生形变,桌面受挤压不会发生形变,这种说法正确吗
不正确。桌面受挤压也发生形变,只是不明显。
提示
提示
提示
4.放在水平桌面上的书与桌面相互挤压,书对桌面产生的弹力F1竖直向下,常称作压力;桌面对书产生的弹力F2竖直向上,常称作支持力,如图所示。F1与F2分别是哪个物体发生形变产生
的
F1是书发生形变产生的,作用在桌面上;F2是桌面发生形变产生的,作用在书上。
5.由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比,这种说法正确吗
不正确。胡克定律F=kx中,x指弹簧的形变量,而不是弹簧的总长度。
6.描点作图时,应使所有的点落在画出的线上,必要时可画出折线,这种说法正确吗
不正确。应使尽量多的点落在画出的直线上,不在直线上的点均匀分布于直线两侧,画出的线不应是折线。
提示
提示
提示
关键能力 定点破
定点 1 弹力有无的判断方法
方法 内容 举例
条 件 法 根据物体间是否直接接触并
发生形变来判断是否存在弹
力。此方法多用来判断形变
较明显的情况 图中弹性绳与手直接接触,弹
性绳发生形变,手与弹性绳之
间一定存在弹力
假 设 法 对形变不明显的情况,可假设
两个物体间不存在弹力,看物
体能否保持原来的状态,若状
态不变,则此处不存在弹力;
若状态改变,则此处一定有弹
力 如图用细线悬挂小球,细线竖
直,斜面是光滑的,若去掉斜
面,小球的状态不变,则小球
只受细线的拉力和重力,不受
斜面的弹力
替 换 法 将硬的、形变不明显的施力
物体用软的、易产生明显形
变的物体来替换,看研究对象
能否保持原来的状态,若状态
不变,说明物体间不存在弹
力;若状态改变,说明物体间
存在弹力 图中小球静止在光滑水平面
上,将图中的侧壁和底部分别
用海绵替换,发现侧壁海绵不
发生形变,说明侧壁对球无弹
力;而底部海绵明显凹陷,说
明底部对球有弹力
弹力是发生形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力,因此弹力总
是与施力物体形变的方向相反,或者说与施力物体恢复原状的方向相同。
1.有明显形变的情况下,根据物体的形变方向来判断:弹力的方向与施力物体形变的方向相
反,与受力物体形变的方向相同。
2.发生微小形变时,形变方向不易观察,应根据物体间接触面的特点进行分析。几种常见弹力
的方向如下:
定点 2 弹力方向的判断
方向 图例
接 触 方 式 面与面 垂直于公共接触面
点与面 过点且垂直于接触面
点与点 垂直于公切面,即沿圆弧面对应的半径方向
3.几种常见典型模型的弹力特点
弹力方向 特点
轻 绳 弹力沿绳指向绳收缩的方向 a.通常忽略绳子的质量,绳上
各点的张力大小相等;
b.一般轻绳的形变量可以忽
略,因此绳上的弹力能够发生
突变;
c.轻绳只能提供拉力
轻 杆 轻杆的弹力可沿杆 a.轻杆的质量可以忽略不计;
b.杆上的弹力可以发生突变;
c.杆上的弹力可以沿杆,也可
以不沿杆;杆上的力可以是拉
力,也可以是支持力
轻杆的弹力可不沿杆 轻 质 弹 簧 弹簧的弹力沿弹簧的轴线,指
向弹簧形变的反方向 a.轻弹簧的质量可以忽略,弹
簧上各点的张力大小相等;
b.弹簧上有作用力时,弹簧的
形变较大,因此弹簧的弹力不
能发生突变;
c.弹簧对物体的弹力既可以
是拉力,也可以是支持力
弹力属于被动力,它的大小一般根据物体的受力情况来具体分析处理。如绳的拉力、接
触面的支持力或压力是由于绳或接触面发生形变而产生的弹力,但是发生的形变十分微小,
这类弹力的大小就不便于由形变的大小来确定。而对于弹簧,在弹性限度内,可由胡克定律
来确定弹力的大小。
1.计算弹力大小的两种方法
(1)公式法:利用公式F=kx计算。适用于在弹性限度内的弹簧、橡皮筋等物体的弹力的计
算。
(2)平衡法:利用二力平衡的条件计算。例如:悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态时,细绳
对物体的拉力等于物体重力。
定点 3 弹力大小的计算
2.对胡克定律的理解
(1)胡克定律的成立条件:在弹性限度内。
(2)对F=kx的理解
①x是弹簧的形变量,即弹簧的伸长量(l-l0)或压缩量(l0-l),注意不是弹簧形变后的长度。
②k为弹簧的劲度系数,反映弹簧本身的属性,由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定,与
弹力F的大小和形变量x无关。
③F-x图像是一条过原点的倾斜直线(如图所示),直线的斜率表示弹簧的劲度系数k。
3.胡克定律的应用
(1)推论式ΔF=kΔx:由F-x图像可知,弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比。
特别提醒 a.如果弹簧的初、末两个状态同是伸长或压缩状态,则ΔF=F2-F1,Δx=x2-x1。
b.如果弹簧的初、末两个状态分别是伸长和压缩状态,则ΔF=F1+F2,Δx=x1+x2。
(2)弹簧串联和并联的处理方法
弹簧串联和并联时,每根弹簧的弹力都遵循胡克定律。弹簧串联时,弹簧间相互作用力
大小相等,因此两弹簧的弹力大小相等;弹簧并联时,两弹簧的弹力之和作用在接触物体上,每
根弹簧的弹力大小根据其形变单独应用胡克定律求解。即弹簧串联:k1x1=k2x2=mg;弹簧并联:
k1x1+k2x2=mg。
典例 如图所示,木块1、2的质量分别为m1和m2,轻质弹簧A、B的劲度系数分别为k1、k2,木块1压在上面的弹簧A上(但不拴接),整个系统处于平衡状态【1】。现缓慢【2】向上提木块1,直到它刚离开弹簧A【3】。木块1移动多大的距离时才能恰好离开弹簧A 上述过程中木块2移动的距离为多大 (重
力加速度为g)
信息提取 【1】初始状态两弹簧均处于压缩状态。
【2】整个过程中系统一直处于平衡状态。
【3】木块1刚离开弹簧A的瞬间,弹簧A刚好恢复原长。
思路点拨 根据题意,画出初、末状态的示意图如图所示:
(1)木块2移动的距离h2即弹簧B的形变量的变化量【4】。
(2)木块1移动的距离h1等于弹簧A的形变量的变化量(即木块1相对木块2移动的距离)与弹簧
B的形变量的变化量之和【5】。
解析 解法一
初始状态:A弹簧上的弹力F1=m1g(由【2】得到)
根据胡克定律得,A弹簧的压缩量x1= (由【1】得到)
B弹簧上的弹力F2=(m1+m2)g(由【2】得到)
根据胡克定律得,B弹簧的压缩量x2= (由【1】得到)
末状态:A弹簧恢复原长,B弹簧上的弹力F2'=m2g(由【2】【3】得到)
则B弹簧的压缩量x2'= (由【1】得到)
所以木块2向上移动的距离h2=x2-x2'= (由【4】得到)
木块1向上移动的距离为h1=x1+h2= m1g(由【5】得到)
解法二
初状态B弹簧上的弹力F2=(m1+m2)g(由【2】得到)
末状态B弹簧上的弹力F2'=m2g(由【2】得到)
从初状态到末状态,弹簧B的弹力改变量ΔF2=F2-F2'=m1g
根据胡克定律的推论式ΔF=kΔx可知弹簧B的形变量的变化量Δx2= =
木块2移动的距离即弹簧B的形变量的变化量,即h2=Δx2= (由【4】得到)
同理,从初状态到末状态,弹簧A的弹力改变量ΔF1=m1g
弹簧A的形变量的变化量Δx1= =
木块1相对木块2移动的距离即弹簧A的形变量的变化量,再结合木块2移动的距离,可得木块1
移动的距离h1=Δx1+Δx2= m1g(由【5】得到)
答案 m1g 2 弹力
基础过关练
题组一 对形变及弹力的理解
1.关于弹力,下列说法正确的是 ( )
A.相互接触的物体间一定有弹力作用
B.压力和支持力都是弹力
C.桌面对书产生支持力是因为书发生了形变
D.书对桌面的压力就是书的重力
2.(多选题)
如图所示,底端置于粗糙水平地面上的直杆,其顶端的一根水平细线被手拉住,此时杆处于静止状态。下列说法正确的是 ( )
A.细线对杆的弹力方向水平向右
B.细线对杆的弹力是由细线的形变产生的
C.杆受到地面的弹力是由地面的形变产生的
D.地面对杆的弹力方向沿杆向左下方
题组二 判断弹力的有无
3.足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱。如图所示为四种与足球有关的情境。下列说法正确的是 ( )
A.图甲中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它所受的重力
B.图乙中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力
C.图丙中,踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到3个力的作用
D.图丁中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变
4.如图所示,静止的小球m分别与一个物体(或面)接触,设各接触面光滑,小球m受到两个弹力的是 ( )
题组三 弹力方向的判断
5.体育课上一学生将足球踢向斜台,如图所示。下列关于足球与斜台作用时斜台对足球的弹力方向的说法正确的是 ( )
A.沿v1的方向
B.沿v2的方向
C.先沿v1的方向后沿v2的方向
D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向
题组四 对胡克定律的理解及应用
6.(多选题)关于胡克定律,下列说法正确的是 ( )
A.由F=kx可知,在弹性限度内弹簧弹力F的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比
B.由k=可知,劲度系数k与弹簧弹力F成正比,与弹簧伸长(或缩短)的长度x成反比
C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的,与弹簧弹力F的大小和弹簧伸长(或缩短)的长度x无关
D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力改变值的大小
7.一轻质弹簧的弹力与弹簧形变量之间的关系如图甲所示。将该弹簧下端固定在水平地面上,把一质量为1.8 kg的物体慢放在弹簧的上端,待物体稳定后静止在弹簧上端,如图乙所示,弹簧始终在弹性限度内。取重力加速度大小g=10 m/s2,则下列说法正确的是 ( )
A.弹簧的原长为5 cm
B.弹簧的压缩量为5 cm
C.弹簧的压缩量为3 cm
D.该弹簧的伸长量越大,其劲度系数越大
题组五 实验原理与数据处理
8.某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验,步骤如下:
(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在 方向(填“水平”或“竖直”)。
(2)弹簧自然悬挂,待弹簧 时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1、L2、…、L6,数据如表。
代表符号 数据/cm
L0 25.35
Lx 27.35
L1 29.35
L2 31.30
L3 33.4
L4 35.35
L5 37.40
L6 39.30
表中有一个数据记录不规范,代表符号为 。由表可知所用刻度尺的分度值为 。
(3)如图所示是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与 的差值(填“L0”或“Lx”)。
(4)由图可知弹簧的劲度系数为 N/m;通过图和表知砝码盘的质量为 g。(结果保留两位有效数字,g取9.8 N/kg)
9.在“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”实验中,实验装置如图甲所示。
(1)实验测得弹簧弹力F以及弹簧伸长量x的数据点如图乙所示,请在坐标纸上作出F-x关系图线。
(2)根据所作图线,求得弹簧的劲度系数k= N/m。(结果保留2位有效数字)
(3)若实验过程中,刻度尺倾斜测量,如图丙所示,则测量的劲度系数k (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
能力提升练
题组一 对弹力的理解及计算
1.(多选题)关于下列四幅图中的弹力说法正确的是 ( )
A.甲图中,由于书的形变,桌面受到向下的弹力F1
B.乙图中,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧的长度x成正比
C.丙图中,碗底对筷子的弹力一定沿筷子斜向上,如图中箭头所示
D.丁图中,绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向
2.如图所示,甲、乙为两根完全相同的轻质弹簧,甲弹簧一端固定在天花板上,另一端悬挂一质量为m的物块;乙弹簧一端固定在水平地面上,另一端连接一质量也为m的物块。两物块静止时,测得甲、乙两根弹簧的长度分别为l1和l2。已知重力加速度为g,两弹簧均在弹性限度内。则这两根弹簧的劲度系数为 ( )
甲 乙
A.
C.
3.(经典题)(多选题)
如图所示,A、B两物体的重力大小分别是GA=3 N,GB=4 N。A用细线悬挂在顶板上,B放在水平面上,A、B间轻弹簧的弹力大小F=2 N,则细线中的张力FT及B对地面的压力FN的可能值分别是 ( )
A.5 N和6 N B.5 N和2 N
C.1 N和6 N D.1 N和2 N
4.(多选题)
如图所示,固定斜面上有一光滑小球,分别与一竖直轻弹簧P和一平行斜面的轻弹簧Q连接,小球处于静止状态,则关于小球所受弹力的个数可能的是 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.如图所示,A、B是两个相同的弹簧,原长都是L0=10 cm,劲度系数k=50 N/m,若悬挂的两个物体质量均为m,现测得两个弹簧的总长为26 cm,试求物体的质量m(g取10 m/s2)。
题组二 实验操作与数据处理
6.某物理实验小组利用如图甲所示的装置探究弹簧弹力和形变量的关系。将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐,读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,依次读出指针所指刻度尺的刻度值。
甲
(1)实验中挂30 g钩码时刻度尺如图所示,该读数为 cm。
(2)根据实验数据,他们在坐标纸上作出了弹力F跟弹簧伸长量x的关系图像,如图乙所示。根据图乙可求得弹簧的劲度系数为 N/m(结果保留两位有效数字)。
(3)甲、乙两位同学分别用同一弹簧来做实验,其中甲同学是测出竖直状态时不挂钩码的弹簧长度作为原长,乙同学是测出弹簧自然水平放置时的弹簧长度作为原长,弹簧始终在其弹性限度内。他们以钩码重力大小作为弹簧弹力大小F,x表示弹簧伸长量,两位同学完成实验后,得到如下F-x图像;其中实线是甲同学的,虚线是乙同学的,则下列图像正确的是 。
题组三 实验拓展与创新
7.将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套在一起,看成一根新弹簧,设原粗弹簧(记为A)劲度系数为k1,原细弹簧(记为B)劲度系数为k2,套成的新弹簧(记为C)劲度系数为k3。关于k1、k2、k3的大小关系,同学们做出了如下猜想:
甲同学:可能是;
乙同学:可能是k3=k1+k2;
丙同学:可能是k3=。
为了验证猜想,同学们设计了相应的实验(装置见图甲)。
(1)简要实验步骤如下,请完成相应填空。
①将弹簧A悬挂在铁架台上,用刻度尺测量弹簧A的自然长度L0;
②在弹簧A的下端挂上钩码,记下钩码的个数n、每个钩码的质量m和当地的重力加速度大小g,并用刻度尺测量弹簧的长度L1;
③由F= 计算弹簧的弹力,由x=L1-L0计算弹簧的伸长量,由k=计算弹簧的劲度系数;
④改变钩码的个数,重复实验步骤②、③,求出弹簧A的劲度系数的平均值k1;
⑤将弹簧分别换为B、C,重复上述操作步骤,求出弹簧B、C的劲度系数的平均值k2、k3,比较k1、k2、k3并得出结论。
(2)图乙是实验得到的图线,由此可以判断同学 的猜想正确。
答案与分层梯度式解析
2 弹力
基础过关练
1.B 2.BC 3.C 4.C 5.D 6.ACD
7.C
1.B 相互接触并且互相挤压的物体间一定有弹力作用,A错误;压力和支持力都是弹力的作用效果,在性质上都属于弹力,B正确;桌面对书产生的支持力,桌面是施力物体,是桌面因形变产生的,C错误;书对桌面的压力与书的重力产生原因不同,不是同一个力,D错误。
易混易错 对弹力产生原因不明确是本题易错的原因。发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体有弹力作用;若某物体受到了弹力作用,这是因为与它接触的物体发生了形变。
2.BC 细线的弹力方向沿着细线收缩的方向,可得细线对杆的弹力方向水平向左,故A错误;细线对杆的弹力的施力物体是细线,故细线对杆的弹力是由细线的形变产生的,故B正确;杆受到地面的弹力,施力物体是地面,杆受到地面的弹力是由地面的形变产生的,故C正确;杆受到地面的弹力方向垂直于地面向上,故D错误。
3.C 题图甲中,静止在草地上的足球受到的弹力大小等于重力大小,但由于两者不是同一个力,所以不能说弹力就是重力,选项A错误;题图乙中,静止在光滑水平地面上的两个足球之间如果存在弹力,则两个足球在水平方向上合力都不为零,不能处于静止状态,所以两足球间没有弹力存在,选项B错误;踩在脚下且静止在水平草地上的足球受到重力、支持力及脚的压力的作用,若人脚的压力竖直向下,则足球受到3个力的作用,选项C正确;题图丁中,由于球网发生形变,而使足球受到了弹力,选项D错误。
4.C A选项中,小球处于静止状态,重力和绳的弹力平衡,斜面与球之间不可能产生弹力,否则小球不可能平衡,故小球只受一个弹力作用,A错误;B选项中,小球m只受重力和支持力,支持力是弹力,即只有一个弹力,B错误;C选项中,小球受到绳子拉力、重力、斜面的支持力,在三力作用下处于平衡状态,因此小球受两个弹力,C正确;D选项中,竖直面对小球没有弹力作用,否则小球不可能处于平衡状态,小球只受重力和水平面对它的支持力作用,D错误。
易混易错 误认为两物体只要接触就一定存在弹力作用。可以先假没有接触情景,然后从平衡条件去论证假设是否成立,若假设情景依然成立则无弹力。
5.D 点、面接触时,弹力方向垂直于接触面,所以足球受到沿垂直于斜台斜向左上方的弹力,选D。
6.ACD 在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量(或压缩量)遵守胡克定律F=kx,故选项A正确;弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定,与弹力F及弹簧伸长(或缩短)的长度x无关,故选项C正确,B错误;由胡克定律得k=,可理解为弹簧每伸长(或缩短)单位长度时,弹力的改变值与k值相等,故选项D正确。
7.C 根据题给条件,无法计算弹簧的原长,A错误;弹簧的劲度系数k==600 N/m,根据mg=kx,解得x=3 cm,B错误,C正确;弹簧的劲度系数与弹簧的粗细、材料有关,与弹簧伸长量无关,D错误。
导师点睛 弹簧弹力与形变量的关系图像(F-x图像)、弹簧弹力与弹簧长度的关系图像(F-l图像)中图线的斜率都表示弹簧的劲度系数。
8.答案 (1)竖直 (2)静止 L3 1 mm (3)Lx
(4)4.9 10
解析 (1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力产生,弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向。
(2)弹簧静止时,记录原长L0。表中L3的数值与其他数据的有效数字的位数不同,记录不规范。由表可知刻度尺的分度值为1 mm。
(3)由题图知所挂砝码质量为0时,x为0,所以x=L-Lx(L为弹簧长度)。
(4)由胡克定律知,mg=k(L-Lx),即mg=kx,所以图线的斜率为,则弹簧的劲度系数k=g= N/m=4.9 N/m
砝码盘的质量m0==0.01 kg=10 g。
9.答案 (1)见解析图 (2)54 (3)偏小
解析 (1)根据数据点作出F-x关系图线如图所示
(2)根据胡克定律F=kx,可得弹簧的劲度系数为k= N/m≈54 N/m。
(3)若实验过程中,刻度尺倾斜测量,可知测得的弹簧伸长量x偏大,根据k=,可知测量的劲度系数k偏小。
能力提升练
1.AD 2.B 3.BC 4.ABC
1.AD 桌面受到的弹力是书形变产生的,方向向下,A正确;弹簧的弹力大小与弹簧形变量成正比,B错误;碗底对筷子的弹力应垂直于碗底切线指向碗的球心,C错误;绳的拉力沿着绳,指向绳收缩的方向,D正确。
方法技巧 假设法判断弹力的有无(在形变不明显时)
2.B 设弹簧的劲度系数是k,原长为l0,甲弹簧的伸长量为Δx1=l1-l0,甲弹簧受到的拉力大小为F1=k·Δx1=k(l1-l0)=mg;乙弹簧的压缩量为Δx2=l0-l2,乙弹簧受到的压力大小为F2=k·Δx2=k(l0-l2)=mg,联立解得k=,选B。
方法技巧 计算弹力大小的两种方法
(1)公式法:利用胡克定律F=kx计算。适用于弹簧、橡皮筋等物体弹力的计算。
(2)平衡法:利用二力平衡的条件计算。
3.BC 本题中,仅根据弹簧弹力的大小不能确定弹簧的状态,应对弹簧处于拉伸或压缩状态分情况讨论。如果弹簧处于被拉伸的状态,它会有收缩到原长的趋势,会向下拉A,向上提B,则对物体A、B分别有FT=GA+F=5 N,FN=GB-F=2 N,选项B正确;如果弹簧处于被压缩的状态,它会有向两端伸长恢复原长的趋势,会向上推A,向下压B,则有FT=GA-F=1 N,FN=GB+F=6 N,选项C正确。
4.ABC 若P弹簧对小球的弹力等于小球的重力,则Q弹簧无弹力,小球受2个力平衡,其中只有1个弹力;若P弹簧弹力为零,小球受重力、支持力、弹簧Q的拉力,其中有2个弹力;若P弹簧弹力不为零,小球受重力、弹簧P的拉力、支持力、弹簧Q的拉力,小球受4个力平衡,其中有3个弹力,选A、B、C。
5.答案 0.1 kg
解析 单独对B下面的物体分析,所受B弹簧的拉力大小为mg
对两个物体整体分析,A弹簧所受拉力大小为2mg
根据胡克定律列出两个关系式kxB=mg,kxA=2mg
而xA+xB=L-(L0+L0),即L-(L0+L0)=
解得m= kg=0.1 kg
6.答案 (1)7.20 (2)25 (3)A
解析 (1)刻度尺的分度值为1 mm,则刻度尺的读数为7.20 cm。
(2)F-x图像的斜率代表弹簧的劲度系数,则k= N/m=25 N/m。
(3)实验中用横轴表示弹簧的伸长量x,纵轴表示弹簧的拉力F,由胡克定律F=kx可知,甲同学是测出竖直状态时不挂钩码的弹簧长度作为原长,则图像过原点;乙同学是测出弹簧自然水平放置时的弹簧长度作为原长,由于弹簧自身的重力,当弹簧不挂钩码时弹簧的伸长量大于零,则图像不过原点,两种情况下弹簧的劲度系数相同,故两图线平行。故选A。
7.答案 (1)nmg (2)乙
解析 (1)根据二力平衡可知F=nmg。
(2)由题图乙及k=可知,
k1= N/m=25 N/m
k2= N/m≈36.8 N/m
k3= N/m=62.5 N/m
由此可知在误差允许范围内,k1、k2、k3的关系满足k3=k1+k2,故乙的猜想正确。
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